工程材料第四章

1、第四章結(jié)構(gòu)鋼及其選用單選題（本大題共23小題）1.影響鋼的冷脆性的主要元素是（B）A.S B.P C.Mn D.Si2. 20CrMnTi鋼根據(jù)其所含的碳量和合金元素，在工業(yè)上主要作為一種（A）使用。A.合金滲碳鋼B.合金彈簧鋼C.合金調(diào)質(zhì)鋼D.滾動(dòng)軸承鋼3.大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細(xì)化晶粒的作用，其中細(xì)化晶粒作用最為顯著的有（C）。A.Mn, P B.Mn,Ti C.Ti,V D.V ,P4.除（A）元素外，其它合金元素溶于奧氏體后，均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。A.Co B.Cr C.Mn D.Ti5. 20CrMnTi鋼中Ti元素的主要作用是（C）。強(qiáng)化鐵素體 B.提高淬透性 C.細(xì)

2、化晶粒D.提高回火穩(wěn)定性A.6.A.合金滲碳鋼滲碳后必須進(jìn)行（C）熱處理。 淬火+高溫回火B(yǎng).淬火+中溫回火C.淬火+低溫回火D.淬火+退火7.要制造一批銼刀，請(qǐng)選擇合適的材料（C）。A. 45 B.9Mn2V C.T12 D.7Cr17 8.下列材料中淬硬性高的是（B）oA.18CrNi3 B.9Mn2V C.40Cr D.509.下列材料中油淬臨界直徑最大的是（A）。A.25Cr2Ni4W B.20MnVB C.40Cr D.65Mn 10.鋼中強(qiáng)碳化物形成元素是（C）A.Fe、Mn B.Cr 、Co C.V、Ti D.Si 、Mn11.影響鋼的熱脆性的主要元素是（A）A.S B.P C.

3、Mn D.Si12.制造手用鋸條應(yīng)當(dāng)選用（A）A.T12鋼經(jīng)淬火和低溫回火B(yǎng). Cr12Mo 鋼經(jīng)淬火低溫回火D.T8C. 65鋼淬火后中溫回火13.二次硬化是指（B）的硬化現(xiàn)象。鋼經(jīng)淬火和高溫回火A.滲碳處理后的二次淬火B(yǎng).某些鋼在回火后硬度進(jìn)一步提高C.變形過程中強(qiáng)度、硬度升高D.某些鋼在淬火后硬度提高14. 40MnVB鋼中V元素的主要作用是（A.強(qiáng)化鐵素體 B.細(xì)化晶粒 C.提高回火穩(wěn)定性D.提高淬透性B）15. 40Cr鋼根據(jù)其所含的碳量和合金元素，在工業(yè)上主要作為一種（C）使用。A.滾動(dòng)軸承鋼B.合金彈簧鋼C.合金調(diào)質(zhì)鋼D.合金滲碳鋼16.對(duì)形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進(jìn)行淬火時(shí)，應(yīng)

4、選用（A）A.高淬透性鋼B.中淬透性鋼C.低淬透性鋼D.對(duì)淬透性能沒有要求17. 60Si2Mn鋼根據(jù)其所含的碳量和合金元素，在工業(yè)上主要作為一種（A.滾動(dòng)軸承鋼 B.合金彈簧鋼 C.合金調(diào)質(zhì)鋼 D.合金滲碳鋼B）使用。18.對(duì)38CrMoAI鋼進(jìn)行滲氮處理，滲氮時(shí)的加熱溫度為（B）A.Ac1以上 B.Ac1 以下 C.Ac3 以上 D.Accm 以上19. 40鋼和40Cr鋼加熱到AC3以上保溫，隨爐冷后組織為鐵素體+ 珠光體，兩種鋼中珠光體的相對(duì)含量（C）A.相等B.40 鋼比40Cr鋼多C.40Cr 鋼比40鋼多D.珠光體含量與Cr元素?zé)o關(guān)20.以下屬于中合金鋼的是（C）（WE為合金元素

5、的總含量）A.3WES 5% B.4WEC8% C.5WES 10% D.6WES 15%A.900 930C B.80022. 合金元素不能做到（D）A. 提高鋼的回火穩(wěn)定性B.改變C曲線的位置C.改變S點(diǎn)的位置 D.消除第一類回火脆性B)A.0.2 %< W辰0.3 % B.0.25%< WcC 0.6 %C.0.4%< WcC 1.0 % D.0.3523. 中碳鋼的含碳量為（W辰0.8 %判斷題 （本大題共 23 小題）1.20鋼比T12鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高。錯(cuò)誤2. 在退火狀態(tài)（接近平衡組織） 45 鋼比 20 鋼的塑性和強(qiáng)度都高。 錯(cuò)誤3. 大部分合金元素溶于奧氏體

6、后，能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，提高鋼的淬透性。4. 所有的合金元素都能提高鋼的淬透性。錯(cuò)誤5. 合金元素對(duì)鋼的強(qiáng)化效果主要是固溶強(qiáng)化。正確錯(cuò)誤6. T8鋼與20MnVB相比，淬硬性和淬透性都較低。7. T8 鋼比 T12 和 40 鋼有更好的淬透性和淬硬性。錯(cuò)誤錯(cuò)誤8. 調(diào)質(zhì)鋼的合金化主要是考慮提高其紅硬性。9. 合金元素均在不同程度上有細(xì)化晶粒的作用錯(cuò)誤錯(cuò)誤10. 40Cr 鋼是合金滲碳鋼。 錯(cuò)誤11. 20CrMnTi 鋼是合金調(diào)質(zhì)鋼。 錯(cuò)誤12. GCr15 是專用的合金工具鋼。錯(cuò)誤13. 鋼中的含硫量增加，其鋼的熱脆性增加。14. 鋼中的含磷量增加，其鋼的熱脆性增加。正確錯(cuò)誤15. 鋼

7、中的含磷量增加，其鋼的冷脆性增加。16. 60Si2Mn鋼比T12和40鋼有更好的淬透性和淬硬性。正確錯(cuò)誤17. 20CrMnTi中Cr和Mn的作用是提高鋼的淬透性。在退火狀態(tài) 20 鋼比 65 鋼的塑性和強(qiáng)度都高。18.正確錯(cuò)誤19.鉗工鋸 T8、T12 等鋼料時(shí)比鋸 10、20 鋼要費(fèi)力，且鋸條易磨鈍。正確20.21.合金結(jié)構(gòu)鋼中常用的合金元素有Mn、 Si、 Cr、鋼中合金元素愈多，則淬火后的硬度就愈高。Ni、Mo、W、V、Ti、B 等，其中主加元素是 Mn、 Si 、 Cr、 Ni 。 正確錯(cuò)誤22.除Co以外，幾乎所有的合金元素都能提高鋼的淬透性。23. GCr15 是專用的滾動(dòng)軸承

8、鋼。 正確正確填空題 （本大題共 6小題）1. 碳素鋼按含碳量來分類，可分為：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼，其含碳量分別為：(Wg 0.25 % )、(0.25 %< W辰 0.6 % )、（Wo0.6 % ）（注：請(qǐng)對(duì)應(yīng)填寫）。2. 汽車齒輪通常用 20CrMnTi 鋼制造， 其含碳量為 （ 0.2% ），鍛造之后切削加工之前進(jìn)行 （正火） 熱處理， 最終熱處理為 （滲 碳+淬火 +低溫回火 ）。3. 下列滲碳鋼中低淬透性的是( 20Cr,20Mn2 )，中淬透性的是(20CrMnTi,20Cr,20Mn2,20MnTiB,18Cr2Ni4WA20CrMnTi,20MnTiB )，高淬透性的

9、是( 18Cr2Ni4WA )。4. 滲碳鋼一般含碳量為（ 0.1 0.25% ），調(diào)質(zhì)鋼一般含碳量為（5. 合金結(jié)構(gòu)鋼中常加入的合金元素有：Cr,Ni,Si,Mn,Mo,B,Ti,V,W0.250.5% ），彈簧鋼一般含碳量為（ 0.50.9% ）。等。其中強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒長大的有（ Ti,V ），能消除21. 20CrMnTi 鋼的滲 C 溫度范圍是（ A）-820C C.600650 C D.1000 1050 C屬于彈簧鋼的是（ 60Si2Mn,65Mn）。40Cr,20CrMnTi,40MnVB,16Mn,60Si2Mn,15MnV,40CrNiMo,65Mn高溫回火脆性的有（ M

10、o,W）。6. 下列鋼中屬于低合金結(jié)構(gòu)鋼的是（16Mn,15MnV ,屬于滲碳鋼的是 （20CrMnTi）,屬于調(diào)質(zhì)鋼的是（40Cr,40MnVB,40CrNiMo）,分析題 （本大題共 9 小題）1. 用40Cr鋼制造連桿螺栓，試分析：（共15分）1） 鋼中碳和合金元素的含量及合金元素在鋼中的作用（5分）2） 畫出最終熱處理（淬火回火）的工藝曲線，指出所獲得的組織。（5分）。3） 根據(jù)工序正確安排生產(chǎn)過程的工藝路線。（5分）精加工 下料 退火 鍛造 粗加工 調(diào)質(zhì)【答案】：1）40Cr的平均含碳量為0.4%,C鉻的含量為0.81.1%。鉻在鋼中的主要作用是提高淬透性，其次溶入鐵素體 可使之強(qiáng)化

11、，且保持較好的韌性。3438) HRC2）最終熱處理工藝曲線見圖。調(diào)質(zhì)處理后的組織是回火索氏體，硬度為（3）下料T鍛造T退火T粗加工T調(diào)質(zhì)T精加工2. 下列零件應(yīng)分別采用何種預(yù)先熱處理和最終熱處理？為什么？熱處理后的組織分別是什么？（1） 某機(jī)床變速箱齒輪（模數(shù) m=3）要求齒面耐磨 ，心部強(qiáng)度和韌性要求不高，材料選用45鋼。（2） 機(jī)床主軸，要求有良好的綜合力學(xué)性能，軸頸部分要求耐磨（5055HRC材料選用45鋼?！敬鸢浮浚海?1）預(yù)先熱處理：正火 因?yàn)樾牟繌?qiáng)度和韌性要求不高，正火處理之后即可達(dá)到要求。且正火比調(diào)質(zhì)處理的工 藝簡單，熱處理的變形小，采用正火處理是合理的。正火后的組織是細(xì)珠光體

12、+少量鐵素體。最終熱處理：表面淬火 +低溫回火 因?yàn)楸砻娲慊?+低溫回火后使表面組織發(fā)生改變，成為回火馬氏體，硬度高， 耐磨性好，可達(dá)到齒面耐磨的目的。（ 2）預(yù)先熱處理：正火 通過正火可細(xì)化晶粒， 改善切削加工性。最終熱處理：調(diào)質(zhì)處理 +軸頸部表面淬火 因?yàn)闄C(jī)床主軸要求有良好的綜合力學(xué)性能，而調(diào)質(zhì)處理后的回火索氏體組織綜合力學(xué)性能。軸頸部表面淬火并低溫回火使獲得回火馬氏體組織，硬度高（可達(dá)5055HRC，耐磨。最終熱處理后的組織：回火索氏體，軸頸表面是回火馬氏體。板條馬氏體； 片狀珠光體 +鐵素體； 細(xì)片狀珠光體 +均勻分布的鐵素體； 表面的主要組織是片狀回火馬氏體，心部的主要組織是索氏體3

13、. 分析20CrMnTi鋼得到下列組織的熱處理工藝：（1）（2）（3）+低碳回火馬氏體。（4）【答案】：（1） 熱處理工藝：油冷淬火因?yàn)?0CrMnTi屬低碳合金鋼，淬透性好，油冷淬火即可獲得板條馬氏體。（2） 熱處理工藝：完全退火因?yàn)?0CrMnTi屬亞共析鋼，通過完全退火后可獲得接近平衡的組織，即片狀珠光體 +鐵素體。（ 3）熱處理工藝：正火因?yàn)榧?xì)片狀珠光體 +均勻分布的鐵素體組織是在較快的冷速下獲得的，因而采用正火。（4）熱處理工藝：滲碳 +淬火+低溫回火 片狀回火馬氏體是高碳馬氏體的組織形態(tài)，20Cr MnTi屬低碳鋼，通過表面滲碳就可提高表面的含碳量，從而使表面在淬火后得到片狀馬氏體

14、；片狀回火馬氏體和心部的低碳回火馬 氏體都是淬火后低溫回火得到的。4. 某載重汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋螺栓，原選用40Cr鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為 3335HRC后改用15MnVB岡880 C油淬、200C低溫回火，硬度為 3841HRC提高使用壽命1.5倍，試分析原因。880 C油淬、200 C低溫回火后的組織是低碳回火38 41 HRC 比 40Cr （ 33 35 HRC 高，因而 15MnVBl勺小 1.5 倍?！敬鸢浮浚?載重汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋螺栓工作時(shí)承受沖擊性的周期交變拉應(yīng)力和裝配預(yù)應(yīng)力作用，而且應(yīng)力較均勻地分布 在整個(gè)截面上。因此，要求選用全截面能夠淬透的，具有一定韌性和足夠強(qiáng)度能承受一定

15、能量的周期性的沖擊作用的材料。15MnVB鋼淬透性好，可保證全截面淬透。在進(jìn)行 馬氏體，有一定的韌性和較高強(qiáng)度，其強(qiáng)度、硬度（ 能量多沖抗力比40Cr好，所以能夠提高使用壽命17分）5. 汽車齒輪通常用 20CrMnTi 鋼制造，試問：（共1 ）鋼中含碳量及合金元素的主要作用（4分）。2） 根據(jù)工序正確安排生產(chǎn)過程的工藝路線（3分）。 鍛造、正火、滲碳、下料、車削加工、淬火加低溫回火、齒形加工、精加工、3） 畫出最終熱處理（滲碳、淬火、回火）的工藝曲線（5分），指出最終熱處理所獲得的組織（5分）?！敬鸢浮浚?） 平均含碳量為 0.2%, Cr、Mn含量1%左右，T含量0.1%左右。2）下料T鍛

16、造T正火T車削加工T齒形加工T滲碳T淬火加低溫回火T精加工3）熱處理后表面組織主要是高碳回火馬氏體。心部組織與鋼的淬透性和零件尺寸有關(guān)，完全淬透時(shí)為低碳回火 馬氏體和少量鐵素體，多數(shù)情況下為托氏體、少量回火馬氏體及少量鐵素體。6. 給下列齒輪零件編制工藝流程，指出熱處理方法及其作用，最終熱處理后各部位組織和性能。（ 1）45 鋼車床齒輪 ，速度較大，承受中等載荷，齒部硬度要求高。（ 2）38CrMoAl 精密齒輪， 承受中等載荷，精度要求高。52-58HRC。【答案】：（1）45 鋼車床齒輪，工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較大，承受中等載荷，齒部硬度要求一般在 機(jī)床齒輪的工作條件與動(dòng)力機(jī)械中的齒輪相比較， 機(jī)

17、床齒輪還是屬于運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、 負(fù)荷不大、 條件較好的一類。 生產(chǎn)實(shí)踐證明， 一般機(jī)床齒輪選用中碳鋼制造，并經(jīng)高頻感應(yīng)淬火，所得到的硬度、耐磨性、強(qiáng)度以及韌性均能滿足要求，而且高頻感應(yīng)淬 火變形小，生產(chǎn)率高。根據(jù)工作條件制定工藝流程如下：鍛造T正火T粗加工T調(diào)質(zhì)T精加工T高頻淬火及回火T精磨正火改善切削加工性。 調(diào)質(zhì)可以使齒輪具有較高力學(xué)性能， 提高齒輪心部的強(qiáng)度和韌性， 使齒輪能承受較大的彎曲應(yīng)力和沖 擊力。調(diào)質(zhì)后的組織為回火索氏體，在表面淬火時(shí)變形更小。高頻淬火低溫回火后，表面是回火馬氏體，硬度高，耐磨。（ 2） 38CrMoAl 精密齒輪，承受中等載荷，精度要求高。工藝流程如下：鍛造T退火T粗

18、車T調(diào)質(zhì)T半精滾齒T去應(yīng)力處理T精滾齒T剃齒T滲氮T珩齒 退火改善鍛造組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，提高切削加工性。調(diào)質(zhì)可獲較高的強(qiáng)度和韌性，調(diào)質(zhì)后的組織為回火索氏體。去應(yīng)力退火是為了消除切削加工中產(chǎn)生的應(yīng)力，減小變形，退火溫度應(yīng)低于調(diào)質(zhì)時(shí)的回火溫度而高于滲氮溫度20-30 C。滲氮之后，表層有0.5mm左右的氮化層，硬度高（約 950HV），耐磨性好，可保持齒輪在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中的高精度。軸頸要求耐磨）7. 給下列主軸零件編制工藝流程，指出熱處理方法及其作用，最終熱處理后各部位組織和性能。（1）20Cr內(nèi)圓磨床砂輪主軸（軸頸 30mm內(nèi)錐孔25mm要求耐磨）（ 2）40Cr 車床主軸（ 3）38CrM

19、oAIA 主軸【答案】：（1） 20Cr內(nèi)圓磨床砂輪主軸（軸頸 30mm內(nèi)錐孔25mm要求耐磨）工藝流程： 鍛造T正火T切削加工T滲碳T車螺紋T淬火+低溫回火T精磨。正火是為了獲得合適的硬度，便于切削加工，同時(shí)改善鍛造組織，為滲碳處理作準(zhǔn)備。滲碳之后使表面的含碳量提高到 0.8%-1.0%，淬火+低溫回火后軸表面和內(nèi)錐孔表面是高碳的回火馬氏體組織，硬度高（58-60HRC），耐磨性好。心部由鐵素體、珠光體和低碳回火馬氏體組成，韌性好，耐沖擊。適用于中等載荷，心部強(qiáng)度要求不高，但轉(zhuǎn)速很高的場合。（2） 40Cr車床主軸工藝流程：鍛造T退火T粗加工T調(diào)質(zhì)T軸頸部和內(nèi)錐孔表面淬火+低溫回火T精磨。退

20、火是為了改善鍛造組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，改善切削加工性。同時(shí)，為調(diào)質(zhì)處理作組織上的準(zhǔn)備。調(diào)質(zhì)后主軸有較高的強(qiáng)度和韌性，組織是回火索氏體。軸頸部和內(nèi)錐孔表面淬火+低溫回火后，表面是回火馬氏體，硬度高（52-57HRC），耐磨性好。心部組織不變，為回火索氏體。（3）38CrMoAlA坐標(biāo)鏜床主軸的工藝流程：鍛造T完全退火T粗加工T調(diào)質(zhì)T半精加工T低溫退火T粗磨T氮化T半精磨T油煮定性T精磨T油煮定性T研磨退火是為了獲得合適的硬度，便于切削加工， 同時(shí)改善鍛造組織， 為調(diào)質(zhì)處理作準(zhǔn)備。 調(diào)質(zhì)是為了獲得綜合力學(xué)性能好的回 火索氏體組織。低溫退火（550 600 C，保溫3-4h ）是為了消除切削加工

21、造成的內(nèi)應(yīng)力，減小最終熱處理變形，退火溫度 要低于調(diào)質(zhì)的回火溫度 20-30 C。在精加工工序中安排的油煮定性（亦稱人工時(shí)效，140-160 C，18-20h ），其目的也是為了消除應(yīng)力、穩(wěn)定組織。氮化處理是為了獲得高硬度，高耐磨性的表面氮化層，以保證機(jī)床在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中的高精度。8. 鏜床鏜桿（60mm）,在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較 高的綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoAIA。該零件應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理和最終熱處理？為什么？熱處理后的組織分別是什 么？【答案】：預(yù)先熱處理：（1 ）鍛坯退火，降低硬度，改善切削加工性。（2）粗加工后進(jìn)行調(diào)

22、質(zhì)。由于氮化層很?。s0.5mm）,且較脆，因此要有較高強(qiáng)度的心部組織需通過調(diào)質(zhì)處理。38CrMoAlA鋼屬高淬透性的調(diào)質(zhì)鋼，940 ±10 C加熱保溫后油冷,620-650 C回火空冷，可使心部獲得綜合力學(xué)性能好的回火索氏體組織。最終熱處理 ：磨削加工后進(jìn)行滲氮處理，以使表面獲得高硬度的滲氮層。 熱處理后心部主要是回火索氏體，表面是高硬度的氮化層。9. 某汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度高（耐磨） ，心部韌性好（耐沖擊） ，同時(shí)具有高的抗彎強(qiáng)度（承受重載） , 待選材料：H70 、 20CrMnTi 、 T10 、 GCr15 、 60Si2Mn 、Q390 、 2Cr13 、 LC4

23、 、Cr12MoV1）試為其選擇正確的材料2）鋼中合金元素的主要作用3）鋼中含碳量為 4）根據(jù)工序正確安排生產(chǎn)過程的工藝路線： 噴丸、鍛造、正火、滲碳、下料、粗加工、淬火加低溫回火、精磨5）熱處理目的正火目的 滲碳目的 淬火加低溫回火的目的 【答案】：（ 1）選擇材料：汽車變速箱齒輪的工作條件比較繁重，因此在耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面要求較高， 選用 20CrMnTi 鋼制造并經(jīng)滲碳淬火低溫回火處理后使用是比較合理的。另外，汽車齒輪的批量大，對(duì)材料的工藝性能要給 以足夠的重視。 20CrMnTi 正火后的切削加工性較好，也有較好的淬透性，可采用油冷淬火，過熱傾向不大，滲碳后可預(yù)

24、冷 直接淬火。從工藝性方面考慮選用 20CrMnTi 鋼也是合理的。（ 2）鋼中合金元素的主要作用： Cr,Mn 提高鋼的淬透性； Ti 是強(qiáng)碳化物形成元素， Ti 加入鋼中有細(xì)化晶粒，抑制鋼件在滲 碳時(shí)發(fā)生過熱的作用。（ 3）鋼中含碳量為 0.2%（ 4）工藝路線：下料f鍛造f正火f粗加工f滲碳f預(yù)冷淬火f低溫回火f噴丸f精磨 （ 5）熱處理目的正火目的 改善鍛造狀態(tài)的不正常組織，調(diào)整硬度，以利切削加工。滲碳目的 使工件表面含碳量增高。+細(xì)珠光體 +低碳淬火加低溫回火的目的 使表面獲得高碳回火馬氏體，硬度高，耐磨；心部獲得韌性好，耐沖擊的索氏體 回火馬氏體的組織。簡答題 （本大題共 8 小題

25、）1.在正常奧氏體化加熱條件下，比較20CrMnTi、35、T8、40Cr四個(gè)鋼號(hào)的淬透性和淬硬性，并說明理由?！敬鸢浮浚捍阃感杂筛叩降鸵来螢椋?20CrMnTi 、 40Cr f T8 鋼 f 35 鋼。因?yàn)殇摰拇阃感匀Q于鋼的含碳量和合金 元素的種類及含量，含碳量越靠近共析成分的鋼淬透性越好；大多數(shù)合金元素（除Co）都有提高鋼淬透性的作用，加入多種合金元素對(duì)淬透性影響比單一元素的作用要大。淬硬性由高到低依次為：T8f40Crf35f20CrMnTi 。 淬硬性是指鋼淬火后所形成的馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度，主要取決于馬氏體的碳濃度。2. 合金結(jié)構(gòu)鋼中Mn Cr、Ni元素對(duì)馬氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)

26、 Ms有何影響？對(duì)鋼中殘余奧氏體數(shù)量有何影響? 【答案】：Mn的作用最明顯，其次是 Cr和Ni。合金元素Mn Cr、Ni降低馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度，并增加殘余馬氏體量。3. 某汽車變速箱齒輪用 20CrMnTi 制造，必須進(jìn)行下列各加工：切削加工，鍛造，最終熱處理，下料，預(yù)先熱處 理，精磨，噴丸，試回答：1）材料的含碳量及各元素的含量為多少？各合金元素的作用是什么？2）正確安排其生產(chǎn)工藝路線，不可隨意增減，并寫出熱處理的工藝名稱、所得組織、力學(xué)性能特點(diǎn)。 【答案】：1） 平均含碳量為0.2%, Cr、Mn含量1%左右，T含量0.1%左右。鋼中合金元素的主要作用：Cr,Mn提高鋼的淬透性；Ti是強(qiáng)碳

27、化物形成元素，Ti加入鋼中有細(xì)化晶粒，抑制鋼件在滲碳時(shí)發(fā)生過熱的作用。2）下料f鍛造f正火f切削加工f滲碳f油冷淬火f低溫回火f噴丸f精磨 正火的組織：細(xì)珠光體 +均勻分布的鐵素體。滲碳淬火 +低溫回火的組織：表面組織主要是高碳回火馬氏體。心部組織與鋼的淬透性和零件尺寸有關(guān)，完全淬 透時(shí)為低碳回火馬氏體和少量鐵素體，多數(shù)情況下為托氏體、少量回火馬氏體及少量鐵素體。力學(xué)特點(diǎn)：表面硬度高，耐磨性好，疲勞強(qiáng)度較高，力學(xué)性能比表面淬火高。心部具有高的強(qiáng)度及良好的韌性 和很低的缺口敏感性。Q195、45、65Mn、T10）。4. 欲做下列零件：小彈簧、螺釘、手鋸條、齒輪，試為其各選一材料（待選材料：【答案】：小彈簧：65Mn；螺釘：Q195;手鋸條：T10;齒輪：455. 某汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度58HRC試選一材料，制定預(yù)備熱處理和最終熱處理工藝，指出熱處理后的組織。（待選材料： T10、 40Cr、 GCr15、 Q235）【答案】：選擇材料： 40Cr預(yù)備熱處理工藝：正火處理，加熱到860900C保溫，空冷。硬度在175225HB組織為均勻分布的片狀珠光體和鐵素體。表面C=0.71.0%, N=0.20.4%）,共滲后直